专利名称：组合式高速电机减速及双凸轮自动变速集成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车轮毂，特别涉及一种组合式高速电机减速及双凸轮 自动变速集成装置。
背景技术：
现有技术中，汽车、摩托车、电动自行车基本上都是通过调速手柄或加速 踏板直接控制节气门或电流控制速度，或采用手控积4成自动变速机构方式实现 变速。手柄或加速踏板的操作完全取决于驾驶人员的搡作，常常会造成操作与 车行状况不匹配，致使电机运行不稳定，出现堵转现象。
机动车在由乘骑者在不知晓行驶阻力的情况下，仅根据经验操作控制的变
速装置，难免存在以下问题l.在启动、上坡和大负载时、由于行驶阻力增加， 迫使电机转速下降在低效率区工作。2.由于没有机械变速器调整扭矩和速度， 只能在平原地区推广使用，不能满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，缩小了使 用范围；3.驱动轮处安装空间小，安装了电机后很难再容纳自动变速器和其它 新技术；4,不具备自适应的功能，不能自动检测、修正和排除驾驶员的操作错 误；5.在车速变化突然时，会使电机处于非稳态工况下运转，必然造成电机功 率与行驶阻力难以匹配。6.续行距离短、爬坡能力差，适应范围小。对于高速 电机，以上问题尤为突出。
为了解决以上问题，出现了一系列的凸轮自适应自动变速器，利用行驶阻 力驱动凸轮，达到自动换挡的目的；为配合自动换挡，设置超越离合器，而且 传动存在分流；在倒车时，由于快挡和慢挡传动存在交汇，因而会使变速器卡 死，无法进行倒车；为解决倒车问题，在自动变速器上设置倒车装置，需要倒车时，由驾驶者驱动使传动链分离，实现倒车；由于增加了倒车装置，使变速 器结构变得较为复杂，提高制作成本，而且需要驾驶者手动倒车，使用也较为 复杂。
现有技术中，高速电机用于电动车布置是普遍存在的难题，高速电机虽然 扭矩较大，但是如果布置不合理，安装和拆卸比较麻烦，维修成本高，运转噪 声大。
因此，需要一种高速电机自动变速轮毂，各机构布置合理，运行噪声低， 安装和拆卸比较简单，维修成本低，不但能够自适应随行驶阻力变化不切断驱 动力的情况下自动进行换挡变速，解决电动机扭矩一转速变化小不能满足复杂 条件下道路使用的问题，而且倒车不用手动切断传动链，结构简单、体积小、 重量轻，安装所需空间小。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种组合式高速电机减速及双凸轮自动变 速集成装置，高速电机及减速机构布置简单紧凑，不但能根据行驶阻力自动检 测驱动扭矩一转速以及行驶阻力 一车速信号，使电机输出功率与车辆行驶状况 始终处于最佳匹配状态，实现车辆驱动力矩与综合行驶阻力的平衡控制，能够 在不需要切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，能满
足山区、丘陵和重负荷条件下使用，车速变化稳緩；而且倒车不需手动切断传 动链，倒车操作与普通车辆相同。
本发明的组合式高速电机减速及双凸轮自动变速集成装置，包括高速电机、 平叉、箱体、传动轴、车轮和设置在传动轴上的刹车装置，所述传动轴设置在 箱体内与其转动配合，传动轴的一部分伸出箱体将动力输出，平叉的左腿管和
右腿管分列车轮左右两侧，其特征在于还包括高速电机减速机构、慢挡传动 机构和设置在传动轴上的锥盘离合双凸轮自适应变速总成；
所述箱体包括并列设置并集成为一体的高速电机箱体、高速电机减速机构
7箱体和双凸轮自动变速自动变速器箱体；所述传动轴贯穿整个箱体；
所述高速电机位于高速电机箱体内；
高速电机减速机构设置在高速电机减速机构箱体内，高速电机减速机构的
首级齿轮与高速电机转子在圓周方向固定配合； 所述慢挡传动机构为超越离合式传动机构；
锥盘离合双凸轮自适应变速总成包括圆环体轴向外锥盘、圆环体轴向内锥 盘齿圈、变速弹簧和间隙配合套在传动轴上的传动齿4仑；
所述圆环体轴向内锥盘齿圈与高速电机减速机构的末级齿轮在圓周方向固 定啮合，圆环体轴向内锥盘齿圈通过超越离合式传动机构与传动齿轮喻合；圆 环体轴向内锥盘齿圈内圓为轴向锥面，圓环体轴向外锥盘外圓周为轴向锥面， 圆环体轴向内锥盘齿圈以锥面互相配合的方式套在圆环体轴向外锥盘外圆周；
所述传动轴圆周上设置有一个以上螺旋展开的凸轮槽，圆环体轴向外锥盘 圓周上加工有与凸轮槽数量相同的销孔，圓环体轴向外锥盘间隙配合套在传动 轴上，凸轮销穿过销孔插入凸轮槽；变速弹簧间隙配合套在传动轴上， 一端相 对传动轴固定设置，另一端靠圆环体轴向外锥盘，圆环体轴向内锥盘齿圏的内 锥面与圆环体轴向外锥盘的外锥面在变速弹簧作用下贴合；
所述传动齿轮和圆环体轴向外锥盘分别设置端面凸轮并通过端面凸轮互相 啮合传动。
进一步，还包括筒形传感架，所述筒形传感架一端与圆环体轴向外锥盘固 定配合，另一端固定设置环形磁钢，与环形磁钢轴向相对固定设置霍尔元件；
进一步，刹车装置固定设置在平叉的右腿管上，右腿管端部设置轮轴座， 轮轴座端部开口并骑在传动轴的轴承座外圓，所述轮轴座开口端部通过下固定 块封口，下固定块与轴承座之间设置调整块，调整块与轴承座外圆接触的表面 与轴承座外圓适形；
进一步，还包括固定杆和垫圏总成，所述轮轴座设置固定孔，所述固定杆 固定设置在刹车装置支架上并依次穿过垫圈总成和轮轴座的固定孔使轮轴座与刹车装置之间固定连接，所述垫圈总成包括球头垫圈和与其配合的球面凹槽垫 圈，所述球头垫圈的球头紧压球面凹槽垫圈的球面凹槽；
进一步，所述球面凹槽垫圈与球头垫圈配合的端部外圓周设置环形凸台，
球面凹槽垫圈延伸进入轮轴座的固定孔，环形凸台紧压轮轴座；
进一步，还包括固定块，所述固定块通过螺栓连接固定设置在轮轴座上， 所述固定杆依次穿过轮轴座和固定块后通过固定螺母进行固定，所述固定块端 部与轴承座外圆适形并紧顶轴承座外圆；所述固定块上的螺栓孔均为纵向腰形
孔；
进一步，所述高速电机箱体右端部设置筒形凸台，所述筒形凸台插接在高
速电机减速机构箱体上，筒形凸台与右箱体配合的表面设置o型密封圈；所述 电机转子与电机动力输出轴在圆周方向固定配合，所述电机动力输出轴与高速 电机减速机构的首级齿轮在圓周方向固定配合；电机动力输出轴通过第六径向 滚动轴承和第七径向滚动轴承与高速电机箱体的左端面和右端面配合，所述第 六径向滚动轴承通过密封圈III、第七径向滚动轴承通过密封圈IV与高速电机箱 体密封；密封圈m和密封圈IV的轴承侧封有润滑油；
进一步，传动轴左右两端外圆分别通过第一径向滚动轴承和第四径向滚动 轴承与箱体的左端面和右端面配合，所述第四径向滚动轴承与外界通过密封圈
V密封，所述高速电机减速机构箱体和双凸轮自动变速自动变速器箱体相通并 封有润滑油；所述电机动力输出轴轴心设置纵向通透油孔，通透油孔分别与第 六径向滚动轴浮义和第七径向滚动轴7K腔连通；
进一步，刹车装置的支架通过第五径向滚动轴承与传动轴转动配合，轴承 座套在第五径向滚动轴承外圆，所述第五径向滚动轴承两端分别设置密封圏I 和密封圈II ，密封圈I和密封圈II之间封有润滑油；
进一步，所迷变速弹簧为蝶簧组，设置在圆环体轴向外锥盘的左侧；所述 凸轮槽的展开方向由左向右与传动轴动力输出旋转方向相反，传动齿轮和圆环 体轴向外锥盘的端面凸轮啮合线展开方向由左向右与传动轴动力输出旋转方向相同；所述变速弹簧与圆环体轴向外锥盘之间设置第三平面轴承；凸轮销通过 与其间隙配合的凸轮销套插入凸轮槽。
本发明的有益效果是本发明的组合式高速电机减速及双凸轮自动变速集 成装置，高速电机及减速机构布置简单紧凑，各机构布置合理，运行噪声低， 安装和拆卸比较简单，维修成本低；不但能根据行驶阻力检测驱动扭矩一转速 以及行驶阻力一车速信号，使电机输出功率与车辆行驶状况始终处于最佳匹配 状态，实现车辆驱动力矩与综合行驶阻力的平衡控制，在不切断驱动力的情况 下自适应随4于驶阻力变化自动进行换挡变速，大大提高车辆的动力性、经济性、 驾驶安全性和舒适性；而且倒车不需手动切断传动链，倒车操作与普通车辆相 同，操作简单；由于能够在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动 进行换挡变速，可以满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，使电机负荷变化平 缓，机动车辆运行平稳，提高安全性；和其它自动变速器相比，本发明具有体 积小、重量轻、结构简单、结构紧凑、制造成本4氐等优点，适合于轮毂处安装， 更符合于电动自行车体积小轻便的特点。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。 图1为本发明的轴向剖面结构示意图； 图2为平叉连接结构示意图； 图3为图2沿A向^见图4为圆环体轴向外锥盘和圆环体轴向内锥盘齿圈配合径向剖视图5为圆环体轴向外锥盘结构示意图6为传动齿轮结构示意图7为传动轴上设置凸轮槽结构示意图8为轮轴座结构示意图；图9为固定块结构示意图。
具体实施例方式
图1为本发明的轴向剖面结构示意图，如图所示本实施例的高速电机工 作时由左向右看逆时针7走转，电才几为内转子电才几。
本实施例的组合式高速电机减速及双凸轮自动变速集成装置，包括高速电 机、平叉、箱体14、传动轴l、车轮14和设置在传动轴1上的刹车装置20,传 动轴1左右两端外圆分別通过第一径向滚动轴承2和第四径向滚动轴承23箱体 的左端面和右端面配合；传动轴1的一部分伸出箱体4与车轮14固定配合，平 叉的左腿管7和右腿管18分列车轮14左右两侧，还包括高速电机减速机构、 慢挡传动机构和设置在传动轴1上的锥盘离合双凸轮自适应变速总成；
所述箱体4包括并列设置并集成为一体的高速电机箱体41、高速电机减速 机构箱体42和双凸轮自动变速自动变速器箱体43;各箱体之间布置合理，结构 紧凑，体积小，避免高速电机减速机构造成的机构复杂、体积较大的缺点；所 述传动轴1贯穿整个箱体4，结构紧凑，传动可靠；
所述高速电机位于高速电机箱体41内；所述高速电机箱体41右端部设置 筒形凸台，所述筒形凸台插接在高速电机減速机构箱体42上，筒形凸台与右箱 体42配合的表面设置o型密封圏38;所述电机转子与电机动力输出轴44在圆 周方向固定配合，所述电机动力输出轴44与高速电机减速机构的首级齿轮39 在圓周方向固定配合；电机动力输出轴44通过第六径向滚动轴承40和第七径 向滚动轴承45与高速电机箱体41的左端面和右端面配合，所述第六径向滚动 轴承40通过密封圏III40a、第七径向滚动轴承45通过密封圈IV45a与高速电才几 箱体41密封；密封圈III40a和密封圈IV45a的轴承侧封有润滑油，采用有液体 油润滑的电机结构，使用寿命可延长两倍以上，节约使用和维护成本；
传动轴1左右两端外圓分别通过第一径向滚动轴承2和第四径向滚动轴承 23与箱体4的左端面和右端面配合，所述第四径向滚动轴承23与外界通过密封圈V 39密封，所述高速电机减速机构箱体42和双凸轮自动变速自动变速器箱体 43相通并封有润滑油；所述电机动力输出轴44轴心设置纵向通透油孔44a，通 透油孔分别与第六径向滚动轴承40和第七径向滚动轴 K 45腔连通；形成四通 八达的液体润滑油通道，保证各轴承有效润滑，延长使用寿命；
高速电机减速机构设置在高速电机减速机构箱体42内，高速电机减速机构 的首级齿轮39与高速电机转子9在圆周方向固定配合；
慢挡传动机构为超越离合式传动机构；
慢挡传动机构包括慢挡传动轴12,慢挡传动轴12左右两端与右箱体42的 左右两端面之间分别通过第六径向滚动轴承11和第七径向滚动轴承19配合， 慢挡传动轴12与传动轴1平行；
a. 慢挡传动机构包括并列套在慢挡传动轴12上并与其在圓周方向固定配 合的慢挡齿轮13和慢挡超越离合器15,本实施例中，固定配合的方式采用花键 结构；慢挡超越离合器15设置慢挡齿圈16,慢挡齿轮13和慢挡超越离合器15 外圈在圆周方向采用螺钉连接的方式固定配合；慢挡超越离合器15为滚子式超 越离合器，所述慢挡齿圈16轴向延伸部分做为楔块式超越离合器15的内圈；
b. 锥盘离合双凸轮自适应变速总成包括圓环体轴向外锥盘29、圆环体轴向 内锥盘齿圈27、变速弹簧5和间隙配合套在传动轴1上的传动齿轮25;
所述圆环体轴向内锥盘齿團27与慢挡齿轮13啮合，内圓为轴向锥面，末 级齿轮46通过动力传动架与圓环体轴向内锥盘齿圈27的外圓周通过花键结构 在圓周方向固定配合，动力传动架外圆周与双凸轮自动变速自动变速器箱体43 壁之间设置第二径向滚动轴承3;圆环体轴向内锥盘齿圈27外圓周与双凸轮自 动变速自动变速器箱体43之间径向设置第三径向滚动轴承28;圓环体轴向外锥 盘29外圓周为轴向锥面，圓环体轴向内锥盘齿圏27以锥面互相配合的方式套 在圓环体轴向外锥盘29外圓周；所述传动轴1圆周上均布三个螺旋展开的凸轮 槽la，圆环体轴向外锥盘29圆周上加工有与凸轮槽la数量相同的销孔29a， 圆环体轴向外锥盘29间隙配合套在传动轴1上，凸轮销31穿过销孔29a插入凸轮槽la，所述凸轮销31通过与其间隙配合的凸轮销套31a插入凸轮槽la， 以减小凸轮销31与凸轮槽la之间的摩擦力；变速弹簧5间隙配合套在传动轴1 上， 一端紧靠传动轴1设置的凸台相对传动轴1固定设置，另一端通过第三平 面轴承17紧靠圆环体轴向外锥盘29,避免因变速弹簧5与圓环体轴向外锥盘 29之间的摩擦力导致变速弹簧扭转，影响动作的灵活性；圓环体轴向内锥盘齿 圈27的内锥面与圆环体轴向外锥盘29的外锥面在变速弹簧5作用下紧密贴合， 变速弹簧5与圓环体轴向外锥盘29之间设置有预应力调整圈6;变速弹簧5设 置在圓环体轴向外锥盘29的左侧，位于电机转子传动架与传动轴1之间的空腔 内，本实施例中变速弹簧5为蝶簧组；凸轮槽la的展开方向由左向右与传动轴 1动力输出》走转方向相反，即顺时针方向；
还包括筒形传感架35,所述筒形传感架35 —端与圓环体轴向外锥盘29固 定配合，另一端固定设置环形磁钢36,与环形磁钢36轴向相对在箱体4上固定 设置霍尔元件37，通过霍尔元件37检测到由于行驶阻力导致的圓环体轴向外锥 盘29轴向移动距离，直接传输至车辆控制单元，由车辆控制单元根据位移(阻 力)情况控制发动机的运行，达到节能降耗和减排的目的；
传动齿轮25与慢挡齿圈16啮合，传动齿轮25左端部与圓环体轴向外锥盘 29的右端部分别设置端面凸轮，传动齿轮25和圓环体轴向外锥盘29通过端面 凸轮互相啮合传动啮合，传动齿轮25和圓环体轴向外锥盘29的端面凸轮啮合 线展开方向由左向右与传动轴1动力输出旋转方向相同，即逆时针方向；传动 齿轮25左端与圆环体轴向内锥盘齿圈27设置第一平面轴承26,右端与第四径 向滚动轴承23之间设置第二平面轴承24;
刹车装置20固定设置在平叉的右腿管18上，右腿管18端部设置轮轴座22， 轮轴座22端部开口并騎在传动轴1的轴承座33外圆，所述l仑轴座22开口端部 通过下固定块30封口，下固定块与轴承座33之间设置调整块34，调整块34与 轴承座33外圆接触的表面与轴承座33外圆适形；采用可拆分的调整块34结构， 安装时能够根据情况调整同轴度，安装方便并能保证机构的长周期正常运行；本实施例中，还包括固定杆32和垫圏总成，所述轮轴座22设置固定孔， 所述固定杆32固定设置在刹车装置20支架上并依次穿过垫圏总成和轮轴座22 的固定孔使轮轴座22与刹车装置20之间固定连接，所述垫圈总成包括球头垫 圏32a和与其配合的球面凹槽垫圈32b,所述球头垫圏32a的球头紧压球面凹槽 垫圈32b的球面凹槽，安装时球头垫圈32a和J求面凹槽垫圈32b能够自适应调 整刹车装置与传动系统的同轴度，保证装置能正常运行；
所述5求面凹槽垫圈32b与3求头垫圏32a配合的端部外圓周i殳置环形凸台， 球面凹槽垫圈32b延伸进入轮轴座22的固定孔，环形凸台紧压4仑轴座22,结构 简单，安装方便；
本实施例中，还包括固定块10,所述固定斥干32依次穿过轮轴座22和固定 块10后通过固定螺母进行固定，所述固定块10端部与轴承座33外圆适形并紧 顶轴承座33外圓，能够根据装配情况方便的调整安装误差，包装精度；固定块 上的螺栓孔101和螺栓孔102均为纵向腰形孔，便于纵向调节安装位置，达到 良好定位的目的；
刹车装置20的支架通过第五径向滚动轴承21与传动轴1转动配合，轴承 座33套在第五径向滚动轴承21外圓，所述第五径向滚动轴承21两端分别设置 密封圏I 21a和密封圏II 21b，密封圈I 21a和密封圏II 21b之间封有润滑油，保 证轴承能长周期运行；
装配时，通过调整固定杆32的球面凸台32a与球头垫圏32a之间的相对位 置，使平叉、刹车装置20与传动轴1之间保证垂直度，将固定块10和调整块 34卡合并上紧，使轮轴座与传动轴保持同轴度，避免刹车装置20以及轮轴座偏 摩。
以上实施例只是本发明的最佳结构，并不是对本发明保护范围的限定；比 如，电机也不局限于外转子电机，也可以是内转子电4^,只是在连接方式上有 所调整，等等一些技术特征都可做相应改变，而不影响本发发明目的的实现。 本实施例的快挡动力传递路线
14电机转子—高速电机減速机构—圓环体轴向内锥盘齿圏2 7 —圆环体轴向外
锥盘29—凸轮销31—传动轴1 —车轮14。 慢挡动力传递路线
电机转子—高速电机减速机构—圆环体轴向内锥盘齿圈27 —慢挡齿轮13 — 慢挡传动轴12-慢挡超越离合器15-慢挡齿圈16 —传动齿轮25—圓环体轴向 外锥盘29 —凸轮销31 —传动轴1 —车轮14。
慢挡动力传递路线同时还经过下列路线传动齿轮25 —端面凸轮啮合副—圓 环体轴向外锥盘29 —压缩变速弹簧5，防止慢挡传动过程中出现压缩变速弹簧5 往复压缩，防止圆环体轴向内锥盘齿圈27和圆环体轴向外锥盘29贴合；
倒车动力传递路线
车轮14 —传动轴1-圓环体轴向外锥盘29 —传动齿轮25一慢挡齿圏16 —慢 挡超越离合器15 —慢挡传动轴12 —慢挡齿轮13—圆环体轴向内锥盘齿圈27 — 高速电才几减速才几构—电机转子9
同时，车轮14一传动轴1 —圓环体轴向外锥盘29一端面凸轮啮合副—压缩变 速弹簧5，使圆环体轴向内锥盘齿圏27和圆环体轴向外锥盘29脱离贴合，顺利 实现倒车；
本发明的快挡传递阻力传递路线和慢挡传递阻力传递路线与动力传递路线 相反。
阻力还经过下列路线传动轴1 —凸轮销31 —圓环体轴向外锥盘29—压缩变 速弹簧5;同时，圆环体轴向外锥盘29-推动筒形传感架35 (环形万兹钢36)— 霍尔元件37-控制单元—发动机；
本发明在运行时，圆环体轴向内锥盘齿圈27的内锥面与圓环体轴向外锥盘 29的外锥面在变速弹簧5作用下紧密贴合，形成一个保持一定压力的自动变速 机构，并且可以通过增加预应力调整圈6厚度来调整离合器啮合所需压力，达 到传动目的，此时，电机转子带动圆环体轴向内锥盘齿圈27、圆环体轴向外锥 盘29、凸轮销31、传动轴l,使车轮14逆时针旋转；此时慢挡超越离合器处于超越状态。
机动车启动时阻力大于驱动力，阻力迫使传动轴1顺时针转动一定角度，
在凸轮槽la的作用下，凸轮销31向压缩变速弹簧5的方向运动，带动圆环体 轴向外锥盘29压缩变速弹簧5;圓环体轴向外锥盘29和圓环体轴向内锥盘齿圈 27分离，同步，慢挡超越离合器啮合，传动电机转子带动圓环体轴向内锥盘齿 圏27、慢挡齿轮13、慢挡传动轴12、慢挡超越离合器15、慢挡齿圏16、传动 齿轮25、圆环体轴向外锥盘29、凸轮销31、传动轴1，使车轮14以慢挡速度 转动；因此，自动实现了低速挡起动，缩短了起动时间，減少了起动力。与此 同时，变速弹簧5吸收运动阻力矩能量，为恢复快挡挡位传递动力蓄备势能。
启动成功后，4亍驶阻力减少，当分力减少到小于变速弹簧5所产生的变速 蝶簧自动变速机构中压力时，因被运动阻力压缩而产生变速弹簧5压力迅速释 放推动下，完成圆环体轴向外锥盘29的外锥面和圓环体轴向内锥盘齿圏27的 内锥面恢复紧密贴合状态，慢挡超越离合器处于超越状态。
倒车过程中，倒车动力通过车轮14、传动轴l、圆环体轴向外锥盘29传递 到端面凸轮啮合副，端面凸轮驱动圆环体轴向外锥盘29压缩变速弹簧5,使圆 环体轴向内锥盘齿圈27和圓环体轴向外锥盘29脱离贴合，顺利实现倒车；
行驶过程中，随着运动阻力的变化自动换挡原理同上，在不需要剪断驱动 力的情况下实现变挡，使整个机车运行平稳，安全低耗，而且传递路线简单化， 提高传动效率。
图2为平叉连接结构示意图，图3为图2沿A向视图，图8为轮轴座结构 示意图，图9为固定块结构示意图，如图所示刹车装置20固定设置在平叉的 右腿管18上，右腿管18端部设置轮轴座22，轮轴座22端部开口并骑在传动轴 1的轴承座33外圆，所述4仑轴座22开口端部通过下固定块3 0封口 ，下固定块 与轴承座33之间设置调整块34，调整块34与轴承座33外圆接触的表面与轴承 座33外圆适形；采用可拆分的调整块34结构，安装时能够根据情况调整同轴 度，安装方便并能保证机构的长周期正常运行；本实施例中，还包括固定杆32和垫圈总成，所述轮轴座22设置固定孔， 所述固定杆32固定设置在刹车装置20支架上并依次穿过垫圏总成和轮轴座22 的固定孔使轮轴座22与刹车装置20之间固定连接，所述垫圏总成包括球头垫 圏32a和与其配合的球面凹槽垫圏32b,所述球头垫圏32a的球头紧压球面凹槽 垫圏32b的球面凹槽，安装时球头垫圏32a和球面凹槽垫圏32b能够自适应调 整刹车装置与传动系统的同轴度，保证装置能正常运行；
所述球面凹槽垫圈32b与球头垫圈32a配合的端部外圆周设置环形凸台， 球面凹槽垫圈32b延伸进入轮轴座22的固定孔，环形凸台紧压4仑轴座22，结构 简单，安装方便；
本实施例中，还包括固定块IO,所述固定杆32依次穿过轮轴座22和固定 块10后通过固定螺母进行固定，所述固定块10端部与轴承座33外圆适形并紧 顶轴承座33外圓，能够根据装配情况方便的调整安装误差，包装精度；固定块 上的螺栓孔101和螺栓孔102均为纵向腰形孔，便于纵向调节安装位置，达到 良好定位的目的；
装配时，通过调整固定杆32的球面凸台32a与球头垫圈32a之间的相对位 置，使平叉、刹车装置20与传动轴1之间保证垂直度，将固定块10和调整块 34卡合并上紧，4吏4仑轴座与传动轴保持同轴度，避免刹车装置20以及轮轴座偏 摩。
图4为圆环体轴向外锥盘和圓环体轴向内锥盘齿圈配合径向剖视图，如图 所示圆环体轴向内锥盘齿圈27以锥面互相配合的方式套在圆环体轴向外锥盘 29外圓周；传动轴1圓周上均布三个螺旋展开的凸轮槽la,圆环体轴向外锥盘 29圓周上加工有与凸轮槽la数量相同的销孔29a,圓环体轴向外锥盘29间隙 配合套在传动轴1上，凸轮销31穿过销孔29a插入凸轮槽la圆环体轴向内锥 盘齿圏27的内锥面与圆环体轴向外锥盘29的外锥面紧密贴合。
图5为圓环体轴向外锥盘结构示意图，图6为传动齿轮结构示意图，如图 所示圆环体轴向外锥盘29设置销孔29a,右端设置端面凸轮，传动齿轮25左端设置端面凸轮，圆环体轴向外锥盘29和传动齿轮25的端面凸轮啮合形成端
面凸轮啮合副，本实施例中，端面凸轮啮合副的啮合线从左向右按逆时针方向 展开。
图7为传动轴上"i殳置凸4仑槽结构示意图，如图所示传动轴1圆周上均布 加工三个螺旋展开的凸轮槽la，本实施例中，由左向右凸轮槽la按顺时针展开。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管 参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的 精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种组合式高速电机减速及双凸轮自动变速集成装置，包括高速电机、平叉、箱体(4)、传动轴(1)、车轮(14)和设置在传动轴(1)上的刹车装置(20)，所述传动轴(1)设置在箱体(14)内与其转动配合，传动轴(1)的一部分伸出箱体(4)将动力输出，平叉的左腿管(7)和右腿管(18)分列车轮(14)左右两侧，其特征在于还包括高速电机减速机构、慢挡传动机构和设置在传动轴(1)上的锥盘离合双凸轮自适应变速总成；所述箱体(4)包括并列设置并集成为一体的高速电机箱体(41)、高速电机减速机构箱体(42)和双凸轮自动变速自动变速器箱体(43)；所述传动轴(1)贯穿整个箱体(4)；所述高速电机位于高速电机箱体(41)内；高速电机减速机构设置在高速电机减速机构箱体(42)内，高速电机减速机构的首级齿轮(39)与高速电机转子(9)在圆周方向固定配合；所述慢挡传动机构为超越离合式传动机构；锥盘离合双凸轮自适应变速总成包括圆环体轴向外锥盘(29)、圆环体轴向内锥盘齿圈(27)、变速弹簧(5)和间隙配合套在传动轴(1)上的传动齿轮(25)；所述圆环体轴向内锥盘齿圈(27)与高速电机减速机构的末级齿轮(46)在圆周方向固定啮合，圆环体轴向内锥盘齿圈(27)通过超越离合式传动机构与传动齿轮(25)啮合；圆环体轴向内锥盘齿圈(27)内圆为轴向锥面，圆环体轴向外锥盘(29)外圆周为轴向锥面，圆环体轴向内锥盘齿圈(27)以锥面互相配合的方式套在圆环体轴向外锥盘(29)外圆周；所述传动轴(1)圆周上设置有一个以上螺旋展开的凸轮槽(1a)，圆环体轴向外锥盘(29)圆周上加工有与凸轮槽(1a)数量相同的销孔(29a)，圆环体轴向外锥盘(29)间隙配合套在传动轴(1)上，凸轮销(31)穿过销孔(29a)插入凸轮槽(1a)；变速弹簧(5)间隙配合套在传动轴(1)上，一端相对传动轴(1)固定设置，另一端靠圆环体轴向外锥盘(29)，圆环体轴向内锥盘齿圈(27)的内锥面与圆环体轴向外锥盘(29)的外锥面在变速弹簧(5)作用下贴合；所述传动齿轮(25)和圆环体轴向外锥盘(29)分别设置端面凸轮并通过端面凸轮互相啮合传动。
2. 根据权利要求1所述的双凸轮自适应自动变速轮毂，其特征在于还包 括筒形传感架(35)，所述筒形传感架(35) —端与圓环体轴向外锥盘(29)固 定配合，另一端固定设置环形^f兹钢(36)，与环形^f兹钢(36)轴向相对固定设置 霍尔元件(37)。
3. 根据权利要求2所述的双凸轮自适应自动变速轮毂，其特征在于刹车 装置(20)固定设置在平叉的右腿管(18)上，右腿管(18)端部设置轮轴座(22 )，轮轴座(22 )端部开口并骑在传动轴(1 )的轴承座(33 )外圓，所述 轮轴座(22)开口端部通过下固定块(30)封口，下固定块与轴承座(33)之 间设置调整块(34 ),调整块(34 )与轴承座(33 )外圓接触的表面与轴承座(33 ) 外圆适形。
4. 根据权利要求3所述的双凸轮自适应自动变速轮毂，其特征在于还包 括固定杆(32 )和垫圏总成，所述轮轴座(22 )设置固定孔，所述固定杆(32 ) 固定设置在刹车装置(20)支架上并依次穿过垫圏总成和轮轴座(22)的固定 孔使轮轴座(22)与刹车装置(20)之间固定连接，所述垫圈总成包括球头垫 圏(32a)和与其配合的3求面凹槽垫圏(32b),所述^t头垫圏(32a )的^t头紧 压J求面凹槽垫圈(32b)的5求面凹槽。
5. 根据权利要求4所述的双凸轮自适应自动变速轮毂，其特征在于所述 球面凹槽垫圈(32b)与球头垫圈(32a)配合的端部外圓周设置环形凸台，球 面凹槽垫圈(32b)延伸进入轮轴座(22 )的固定孔，环形凸台紧压轮轴座(22)。
6. 根据权利要求5所述的双凸轮自适应自动变速轮毂，其特征在于还包括固定块(10),所迷固定块(10)通过螺栓连接固定设置在轮轴座(22)上， 所述固定杆(32)依次穿过轮轴座(22)和固定块(10)后通过固定螺母进行 固定，所述固定块(10)端部与轴承座(33)外圓适形并紧顶轴承座(33)外 圆；所述固定块(10)上的螺栓孔均为纵向腰形孔。
7. 根据权利要求6所述的双凸轮自适应自动变速轮毂，其特征在于所述 高速电机箱体(41)右端部设置筒形凸台，所述筒形凸台插接在高速电机减速 机构箱体(42)上，筒形凸台与右箱体(42)配合的表面设置o型密封圈；所 述电机转子与电机动力输出轴(44)在圆周方向固定配合，所述电机动力输出 轴(44)与高速电机减速机构的首级齿轮(39)在圆周方向固定配合；电机动 力输出轴(")通过第六径向滚动轴承(40)和第七径向滚动轴承U5)与高 速电机箱体(41)的左端面和右端面配合，所述第六径向滚动轴承(40)通过 密封圈in (40a)、第七径向滚动轴承(45)通过密封圈IV (45a)与高速电机箱 体(41)密封；密封圈III (40a)和密封圈IV ( 45a )的轴承侧封有润滑油。
8. 根据权利要求7所述的双凸轮自适应自动变速轮毂，其特征在于传动 轴(1)左右两端外圆分别通过第一径向滚动轴承(2 )和第四径向滚动轴承(23 ) 与箱体(4)的左端面和右端面配合，所述第四径向滚动轴承(23)与外界通过 密封圈V (39)密封，所述高速电机减速机构箱体(42)和双凸轮自动变速自 动变速器箱体(43)相通并封有润滑油；所述电机动力输出轴(44)轴心设置 纵向通透油孔(44a),通透油孔分别与第六径向滚动轴承(40)和第七径向滚 动轴承(45 )腔连通。
9. 根据权利要求8所述的双凸轮自适应自动变速轮毂，其特征在于刹车 装置(20)的支架通过第五径向滚动轴承(21)与传动轴(1)转动配合，轴承 座(33)套在第五径向滚动轴承(21)外圆，所述第五径向滚动轴承(21)两 端分别设置密封圈I (21a)和密封圏n (21b)，密封圈I (21a)和密封圏I1(21b)之间封有润滑油。
10. 根据权利要求9所述的双凸轮自适应自动变速轮毂，其特征在于所述变速弹簧(5)为蝶簧组，设置在圆环体轴向外锥盘(29)的左侧；所述凸轮 槽(la)的展开方向由左向右与传动轴(1)动力输出旋转方向相反，传动齿轮 (25)和圆环体轴向外锥盘(29)的端面凸轮啮合线展开方向由左向右与传动 轴(1)动力输出旋转方向相同；所述变速弹簧(5)与圆环体轴向外锥盘(29) 之间设置第三平面轴承(17 );凸轮销(31 )通过与其间隙配合的凸轮销套(31a ) 插入凸轮槽(la)。
全文摘要
本发明公开了一种组合式高速电机减速及双凸轮自动变速集成装置，包括高速电机，平叉、箱体、传动轴和刹车装置，还包括高速电机减速机构、慢挡传动轴、慢挡传动机构和锥盘离合双凸轮自适应变速总成，箱体包括并列设置并集成为一体的高速电机箱体、高速电机减速机构箱体和双凸轮自动变速自动变速器箱体，本发明各箱体集成为一体，结构紧凑，运行噪声低，安装和拆卸比较简单，维修成本低；不但能使电机输出功率与车辆行驶状况始终处于最佳匹配状态，实现车辆驱动力矩与综合行驶阻力的平衡控制，在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，利于车辆和机械动力设备高效节能；而且倒车不需手动切断传动链，倒车操作与普通车辆相同。
文档编号B62M11/00GK101525035SQ200910103508
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者林毓培, 薛荣生 申请人:西南大学